Hubble da NASA comemora década de rastreamento de planetas externos

Ao encontrar Netuno em 1989, a missão Voyager da NASA completou a primeira exploração de perto da humanidade dos quatro planetas gigantes externos do nosso sistema solar. Coletivamente, desde seu lançamento em 1977, as naves espaciais gêmeas Voyager 1 e Voyager 2 descobriram que Júpiter, Saturno, Urano e Netuno eram muito mais complexos do que os cientistas imaginavam. Havia muito mais a ser aprendido.

Uma montagem de imagens do Telescópio Espacial Hubble dos quatro planetas gigantes do nosso sistema solar: Júpiter, Saturno, Urano e Netuno, tiradas pelo programa OPAL (Outer Planet Atmospheres Legacy) ao longo de 10 anos, de 2014 a 2024. 

Um programa de observação do Telescópio Espacial Hubble da NASA chamado OPAL (Outer Planet Atmospheres Legacy) obtém observações de base de longo prazo de Júpiter, Saturno, Urano e Netuno para entender sua dinâmica atmosférica e evolução.

"As Voyagers não contam a história completa", disse Amy Simon, do Centro de Voos Espaciais Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland, que conduziu observações de planetas gigantes com o OPAL.

A nitidez da imagem do Hubble é comparável às visões da Voyager quando elas se aproximavam dos planetas exteriores, e o Hubble abrange comprimentos de onda da luz ultravioleta à luz quase infravermelha. O Hubble é o único telescópio que pode fornecer alta resolução espacial e estabilidade de imagem para estudos globais de coloração de nuvens, atividade e movimento atmosférico em uma base de tempo consistente para ajudar a restringir a mecânica subjacente dos sistemas climáticos e de tempo.

Todos os quatro planetas exteriores têm atmosferas profundas e nenhuma superfície sólida. Suas atmosferas agitadas têm seus próprios sistemas climáticos únicos, alguns com faixas coloridas de nuvens multicoloridas e com tempestades misteriosas e grandes que surgem ou permanecem por muitos anos.

Cada planeta exterior também tem estações que duram muitos anos. (Os recursos infravermelhos do Telescópio Espacial James Webb serão usados ​​para sondar profundamente as atmosferas dos planetas exteriores para complementar as observações do OPAL.)

Seguir o comportamento complexo é semelhante a entender o clima dinâmico da Terra como seguido ao longo de muitos anos, bem como a influência do Sol no clima do sistema solar. Os quatro mundos distantes também servem como proxies para entender o clima e o clima em planetas semelhantes orbitando outras estrelas.

Cientistas planetários perceberam que qualquer dado anual do Hubble, embora interessante por si só, não conta a história completa dos planetas exteriores. O programa OPAL do Hubble tem observado rotineiramente os planetas uma vez por ano quando eles estão mais próximos da Terra. 

"Como o OPAL agora abrange 10 anos e continua contando, nosso banco de dados de observações planetárias está sempre crescendo. Essa longevidade permite descobertas fortuitas, mas também permite rastrear mudanças atmosféricas de longo prazo conforme os planetas orbitam o Sol. O valor científico desses dados é ressaltado pelas mais de 60 publicações até o momento que incluem dados do OPAL", disse Simon.

Essa recompensa continua sendo um enorme arquivo de dados que levou a uma série de descobertas notáveis ​​para compartilhar com astrônomos planetários ao redor do mundo. "O OPAL também interage com outros programas planetários baseados no solo e no espaço. Muitos artigos de outros observatórios e missões espaciais extraem dados do Hubble do OPAL para contexto", disse Simon.

A década de descobertas da equipe no programa OPAL do Hubble está sendo apresentada na reunião de dezembro da União Geofísica Americana em Washington, DC .

ALGUNS DESTAQUES:

JÚPITER

As faixas de nuvens de Júpiter apresentam um caleidoscópio de formas e cores em constante mudança. Há sempre tempo tempestuoso em Júpiter: ciclones, anticiclones, cisalhamento do vento e a maior tempestade do sistema solar, a Grande Mancha Vermelha (GRS). Júpiter é coberto com nuvens de cristal de gelo de amônia em grande parte no topo de uma atmosfera com dezenas de milhares de milhas de profundidade.

As imagens nítidas do Hubble rastreiam nuvens e medem ventos, tempestades e vórtices, além de monitorar o tamanho, a forma e o comportamento do GRS . O Hubble acompanha enquanto o GRS continua diminuindo de tamanho e seus ventos estão acelerando.

Dados do OPAL mediram recentemente a frequência com que misteriosas ovais escuras — visíveis apenas em comprimentos de onda ultravioleta — apareciam nas "capas polares" da névoa estratosférica. Ao contrário da Terra, Júpiter está inclinado apenas três graus em seu eixo (a Terra está 23,5 graus).

Mudanças sazonais podem não ser esperadas, exceto que a distância de Júpiter do Sol varia em cerca de 5% ao longo de sua órbita de 12 anos, e assim o OPAL monitora de perto a atmosfera para efeitos sazonais. Outra vantagem do Hubble é que os observatórios terrestres não podem visualizar Júpiter continuamente por duas rotações de Júpiter, porque isso soma 20 horas. Durante esse tempo, um observatório no solo teria entrado no dia e Júpiter não estaria mais visível até a noite seguinte.

SATURNO

Saturno leva mais de 29 anos para orbitar o Sol, então a OPAL o seguiu por aproximadamente um quarto de um ano saturniano (começando em 2018, após o fim da missão Cassini). Como Saturno é inclinado 26,7 graus, ele passa por mudanças sazonais mais profundas do que Júpiter. As estações saturninas duram aproximadamente sete anos.

Isso também significa que o Hubble pode ver o espetacular sistema de anéis de um ângulo oblíquo de quase 30 graus para ver os anéis inclinados de lado. De lado, os anéis quase desaparecem porque são relativamente finos como papel. Isso acontecerá novamente em 2025.

OPAL acompanhou mudanças nas cores da atmosfera de Saturno. A cor variável foi detectada pela primeira vez pelo orbitador Cassini, mas o Hubble fornece uma linha de base mais longa. O Hubble revelou pequenas mudanças de ano para ano na cor, possivelmente causadas pela altura das nuvens e ventos. As mudanças observadas são sutis porque OPAL cobriu apenas uma fração de um ano saturniano. Grandes mudanças acontecem quando Saturno progride para a próxima estação.

Os raios misteriosamente escuros dos anéis de Saturno , que cortam o plano dos anéis, são características transitórias que giram junto com os anéis. Sua aparência fantasmagórica persiste apenas por duas ou três rotações ao redor de Saturno. Durante os períodos ativos, raios recém-formados adicionam continuamente ao padrão. Eles foram vistos pela primeira vez em 1981 pela Voyager 2.

A Cassini também viu os raios durante sua missão de 13 anos, que terminou em 2017. O Hubble mostra que a frequência das aparições de raios é sazonalmente determinada, aparecendo pela primeira vez nos dados do OPAL em 2021. O monitoramento de longo prazo mostra que tanto o número quanto o contraste dos raios variam com as estações de Saturno.

URANO

Urano está inclinado de lado, de modo que seu eixo de rotação quase fica no plano da órbita do planeta. Isso faz com que o planeta passe por mudanças sazonais radicais ao longo de sua jornada de 84 anos ao redor do Sol. A consequência da inclinação do planeta significa que parte de um hemisfério fica completamente sem luz solar, por períodos de tempo que duram até 42 anos. OPAL seguiu o polo norte agora se inclinando em direção ao Sol.

Com o OPAL, o Hubble fotografou Urano pela primeira vez após o equinócio da primavera, quando o Sol estava brilhando diretamente sobre o equador do planeta pela última vez. O Hubble resolveu várias tempestades com nuvens de cristais de gelo de metano aparecendo em latitudes médias ao norte conforme o verão se aproxima do polo norte. O polo norte de Urano agora tem uma névoa fotoquímica espessada com várias pequenas tempestades perto da borda do limite.

O Hubble tem rastreado o tamanho da calota polar norte e ela continua a ficar mais brilhante ano após ano . Conforme o solstício de verão do norte se aproxima em 2028, a calota pode ficar ainda mais brilhante e será direcionada diretamente para a Terra, permitindo boas vistas dos anéis e do polo norte. O sistema de anéis aparecerá então de frente. Entender como Urano muda ao longo do tempo ajudará no planejamento da missão para o Uranus Orbiter e Probe propostos pela NASA.

NETUNO

Quando a Voyager 2 passou por Netuno em 1989, os astrônomos ficaram perplexos com uma grande mancha escura do tamanho do Oceano Atlântico pairando na atmosfera. Ela era tão duradoura quanto a Grande Mancha Vermelha de Júpiter? A questão permaneceu sem resposta até que Hubble conseguiu mostrar em 1994 que tais tempestades escuras eram transitórias, surgindo e desaparecendo ao longo de uma duração de dois a seis anos cada.

Durante o programa OPAL, Hubble viu o fim de uma mancha escura e o ciclo de vida completo de uma segunda — ambas migrando em direção ao equador antes de se dissiparem. O programa OPAL garante que os astrônomos não perderão outra.

As observações do Hubble revelaram uma ligação entre a abundância de nuvens em mudança de Netuno e o ciclo solar de 11 anos . A conexão entre Netuno e a atividade solar é surpreendente para os cientistas planetários porque Netuno é o planeta principal mais distante do nosso sistema solar. Ele recebe apenas cerca de 1/1000 da luz solar que a Terra recebe. No entanto, o clima nublado global de Netuno parece ser influenciado pela atividade solar. As estações do planeta também desempenham um papel?

Fonte: hubblesite.org